Vai al contenuto

Misura delle deformazioni e delle temperature su pale di ventilatore e di turbina durante la rotazione del rotore

  • Deformazione delle pale
  • Temperatura delle pale
  • Temperatura della turbina
Ventilatore su banco prova con pale instrumentate con estensimetri, i fili degli estensimetri che portano al collettore rotante e alla batteria di amplificatori sul mozzo
Un ventilatore su un banco prova, con estensimetri sulle pale collegati al collettore rotante sul mozzo. Foto Michigan Scientific.

In sintesi

Estensimetri e termocoppie sono posizionati su più pale, o in più punti di una stessa pala, e i loro fili passano attraverso il mozzo fino all’estremità dell’albero. Un collettore rotante SR45A-AXHS o SR60A-AXHS montato in quel punto trasporta 45 o 60 canali verso il sistema fisso di acquisizione dati, che registra tutti i canali insieme durante la prova. Una telemetria modello T8 all’estremità dell’albero trasmette otto canali senza contatto, con gli amplificatori accanto ai sensori.

45 o 60
canali su un collettore rotante di fine albero
4 000 giri/min
velocità massima degli SR45A-AXHS e SR60A-AXHS
8
canali per estensimetro o termocoppia sul modello T8

Catena di misura

Ogni estensimetro o termocoppia richiede le proprie connessioni, e una prova che copre più pale richiede rapidamente decine di canali tra il rotore e il registratore fisso. Gli estensimetri sono posizionati nelle zone di interesse; la disposizione determina il numero di canali, e quindi la scelta tra 45 e 60. I fili sono portati ai connettori del rotore del collettore rotante all’estremità dell’albero; i connettori dello statore vanno al sistema di acquisizione dati.

Su una turbina di motore a reazione, le condizioni di funzionamento aggiungono rumore ai segnali di basso livello. Amplificarli sul rotore, vicino ai sensori, riduce gli errori dovuti ai gradienti di temperatura tra i metalli dissimili del collettore rotante e alle interferenze magnetiche. La termocoppia è il caso più critico: le piste e le spazzole non sono leghe per termocoppie, quindi una differenza di temperatura tra rotore e statore introduce un errore ai contatti, salvo mantenere l’insieme a temperatura uniforme o amplificare la termocoppia sul rotore.

Estensimetri delle pale collegati a un collettore rotante all’estremità dell’albero Vista laterale di una ventola sul suo albero. Estensimetri o termocoppie sono posti alla base delle pale. I loro fili passano attraverso il mozzo fino al rotore di un collettore rotante da 45 o 60 canali montato all’estremità dell’albero. Lo statore trasmette tutti i canali al registratore. ε, T 45 o 60 canali Albero Pale estens. Collettore Registratore
Estensimetri alla base delle pale, i loro fili che passano attraverso il mozzo fino al rotore del collettore rotante all’estremità dell’albero, lo statore che trasmette i canali al registratore.

Collettore rotante

ModelliSR45A-AXHS, 45 canali · SR60A-AXHS, 60 canali
Montaggioestremità dell’albero, flangia sul rotore
Velocità massima4 000 giri/min
Corrente per canale250 mA
Variazione di resistenza di picco0,1 Ω, piste e spazze in metalli preziosi worked, senza placcatura
Dimensionirotore 63,49 mm, statore 36,58 mm · 181,61 mm (SR45A) o 203,2 mm (SR60A) di lunghezza
Collegamenticonnettori circolari su rotore e statore
Temperatura di esercizioda −40 a 121 °C
Manutenzionestagni alla polvere, cuscinetti lubrificati a vita, nessuna pulizia ordinaria

Telemetria

Il modello T8 si monta all’estremità dell’albero con due viti M4 e accetta otto ponti interi di estensimetri o termocoppie. Digitalizza a 16 bit con una banda passante da corrente continua a 1 000 Hz e trasmette via RF con controllo degli errori; il ricevitore fornisce ± 10 V per canale. È alimentato per induzione da una bobina primaria piatta posta a 3–5 mm, non ha cuscinetti né parti di usura, e la serie T si è dimostrata affidabile a 24 000 giri/min. Funziona da −40 a 125 °C.

Con un collettore rotante, l’AMP-TC-M1 amplifica da una a tre termocoppie di tipo K, J, T o E sul rotore, prima delle piste: 10 mV/°C a 25 °C con compensazione della saldatura fredda, fino a ± 10 V, banda passante di 1,16 kHz, ingressi a massa o isolati, in un contenitore di 30 × 20 × 6 mm incollato, incapsulato o fissato al pezzo. L’errore di temperatura, compensazione della saldatura fredda inclusa, è di ± 2 °C a 25 °C e di ± 5 °C da −55 a 125 °C.

Procedura

  1. 01

    Definire la disposizione dei sensori

    Estensimetri o termocoppie su più pale, o in molti punti su una sola pala. Il numero determina 45 o 60 canali, oppure 8 canali via telemetria.

  2. 02

    Instradare i fili verso l’estremità dell’albero

    Attraverso il mozzo fino ai connettori del rotore del collettore rotante, oppure verso i morsetti a vite del T8.

    SR45A-AXHS e SR60A-AXHS
  3. 03

    Amplificare sul rotore se necessario

    AMP-TC-M1 per le termocoppie prima del collettore rotante; il T8 integra i propri amplificatori.

    Amplificatore per termocoppia AMP-TC-M1
  4. 04

    Registrare dal lato fisso

    Tutti i canali su una stessa base di tempo durante la prova, poi esame delle deformazioni elevate e delle temperature anomale.

Risultato

Deformazioni e temperature di numerosi punti del rotore, registrate insieme in funzionamento. La trasmissione viene scelta in base al numero di canali, alla velocità e all’ambiente: un collettore rotante da 45 o 60 canali, oppure una telemetria a otto canali.

Domande frequenti

Come estrarre i segnali degli estensimetri da una pala di turbina in rotazione?

Tramite un collettore rotante all’estremità dell’albero, oppure tramite un trasmettitore di telemetria in fondo all’albero. Il collettore rotante trasporta i canali degli estensimetri verso un sistema di acquisizione dati fisso, che registra tutti i canali insieme durante la prova.

Quanti canali può trasportare un collettore rotante per misure sulle pale?

Lo SR45A-AXHS offre 45 connessioni e lo SR60A-AXHS 60, tramite connettori circolari sul rotore e sullo statore, a 250 mA per canale.

Qual è la velocità massima di un collettore rotante da 45 o 60 canali?

4 000 giri/min per lo SR45A-AXHS e lo SR60A-AXHS, da −40 a 121 °C.

Quando si usa la telemetria invece di un collettore rotante su una turbina?

Quando i segnali devono essere amplificati sul rotore e trasmessi senza contatto. Il modello T8 accetta otto canali per estensimetri o termocoppie all’estremità dell’albero, alimentato per induzione, senza parti di usura.

Una prova simile alla vostra?

Indicateci il veicolo, la grandezza da misurare e le condizioni. Un ingegnere risponde con una prima configurazione di misura.

Dettagli supplementari da fornire? Utilizzi il modulo di contatto completo.

Contattaci

Un ingegnere applicativo risponde entro 24 ore nei giorni lavorativi. Utilizza il modulo di contatto completo.